JPH05343578A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】機械的ストレスや熱的ストレスに強く、薄いチ
ップを備えた半導体装置を実現する。 【構成】チップ１３の両面に、チップ１３に対する接触
面積が等しい一対のバンプ１４，１５を形成し、バンプ
１４，１５を介してチップ１３を挟み、バンプ１４，１
５に対して等しい接触面積で一対のリード１，２を半田
付けする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法に関するものであり、特に、樹脂モールドタイプの
ダイオード等の２端子半導体装置及びその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダイオードのような２つの電極を有する
半導体装置として、半導体素子(以下「チップ」ともい
う)を２つのリードで挟むようにして半田付けした後、
樹脂モールド等の処理を施すことによって製造されるも
のがある。上記リードに半田付けされるチップが薄いほ
ど、得られる半導体装置(この場合ダイオード)の直列抵
抗値が低くなる。つまり、Ｖ_F(順方向電圧)特性が向上
し、それに伴ってチップの発熱量が少なくなるのであ
る。

【０００３】しかし、チップを薄くすると、チップとリ
ードとの半田付けに用いられる半田や半田付用フラック
ス、ときには汚れ等によって、リード間がショートしや
すくなるといった問題がある。また、わずかなリードの
傾きによってもリード間がショートしやすくなるといっ
た問題もある。

【０００４】そこで、リード間にチップを挟む如くリー
ドに接続するタイプの従来より一般的に知られている半
導体装置は、図３に示すように導電体を成す銀メッキ４
でリード１とリード２との間隔を大きくとり、リード
１，２間のショートの発生を抑える構造となっている。

【０００５】同図に示すダイオードは、次のようにして
製造される。先ず、チップ３の一方の面(電極面)に銀メ
ッキ４を施す。尚、製造に際しては、複数個のリード部
分を一体に有するリードフレームを用いて組み立てられ
る。従って、まずリードフレームの一部を成すリード
１，２の所定部分に、クリーム半田を塗布する。リード
２のクリーム半田を塗布した面上に、チップ３をダイボ
ンディングする。次に、他方のリード１のクリーム半田
が塗布された面と銀メッキ４とが接するように、リード
１及び２の間でチップ３を挟む。加熱により、半田をリ
フローする。図３中、６及び７は半田付け部分を示して
いる。最後に、樹脂でモールドプレスした後、リード
１，２をフレーム枠(図示せず)から切り離す。同図中、
８はモールド樹脂を示している。

【０００６】図３に示すように、リード１とチップ３と
の半田付けを銀メッキ４を介して行うことによって、チ
ップ３が薄くてもリード１とリード２との間隔がとられ
ているため、その分前記ショートが発生しにくいのであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図３に示す従来例の構
造では、銀メッキ４がチップ３の片面にしか設けられて
いない。そして、半田付け部分６の半田がリード２上に
流れ落ちにくいようにするため、チップ３の上電極面の
面積よりも小さく銀メッキ４が形成されている。そのた
め、リードに対する半田付けの面積がリード１とリード
２とでは異なる結果、リード１，２に熱的ストレスや機
械的ストレスが加わったとき、リード１からチップ３が
受けるストレスと、リード２からチップ３が受けるスト
レスとでは、大きさが異なることになる。それによっ
て、チップの破壊やリードからの外れが生じ易いといっ
た問題がある。特に、リード２からの機械的ストレス
は、チップ３に直接加わるため、チップ３はリード２か
ら大きなダメージを受けやすいといった問題がある。ま
た、チップ３として更に薄いものが開発されているが、
このように極めて薄いチップに対して同図の構造では、
十分にショートの発生が防止されているとはいえない。

【０００８】ダイオード等の半導体装置に加わるストレ
スに関し、上記機械的ストレスとしては、例えばダイオ
ードを基板等に搭載する際に、リードに加えられたスト
レスによって、リードとチップとの間に生じるストレス
等がある。また、上記熱的ストレスとしては、例えばダ
イオードの動作時に発生する熱によって、半導体素子と
リードフレームとの熱膨張率の差によって生じるストレ
スがある。

【０００９】また、図３に示す半導体装置の製造時にお
いても、上記リードに対する半田付けの面積の違いに起
因して、リード１，２に熱的ストレスや機械的ストレス
が加わったとき、チップの破壊等の問題が生じてしま
う。

【００１０】ダイオード等の半導体装置の製造時に加わ
るストレスに関し、上記機械的ストレスとしては、例え
ば樹脂モールドのための金型でリードフレームをクラン
プしたときやその後の搬送において、リードとチップと
の間に生じるストレスが挙げられる。また、上記熱的ス
トレスとしては、例えばハンダ付けに際して加熱を行っ
たとき(半田リフロー工程)、半導体素子とリードフレー
ムとの熱膨張率の差によって生じるストレス等がある。

【００１１】また、図３に示す半導体装置の製造におい
ては、リード２上の半田量が多いと、ダイボンディング
に際し、前記半田等がチップ３側面に沿って盛り上が
り、リード１と接触し、ショート状態になり易いといっ
た問題がある。

【００１２】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であって、薄い半導体素子を備え、かつ、機械的ストレ
スや熱的ストレスに強い半導体装置を提供することを目
的とする。また、薄い半導体素子を備え、かつ、ショー
トしにくい半導体装置を、製造時において機械的ストレ
スや熱的ストレスによりチップにダメージを与えること
なく製造しうる半導体装置の製造方法を提供することも
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の半導体装置は、半導体素子を対向する一対のリ
ード間に設けて成る半導体装置において、前記半導体素
子の両面に導電体を介して前記リードを半田付けしたこ
とを特徴としている。

【００１４】上記目的を達成するため本発明の半導体装
置の製造方法は、対向する一対のリード間に半導体素子
を半田付けする半導体装置の製造方法において、前記リ
ードに半田付けする前に前記半導体素子の上に導電体を
形成するとともに前記リードに半田を設け、該導電体を
介して前記半導体素子を前記半田によりリードに半田付
けすることを特徴としている。

【００１５】

【作用】このような半導体装置の構成によると、一対の
リード間において半導体素子が両面で導電体を介して半
田付けされているので、機械ストレスや熱ストレスがリ
ードに加わっても、ストレスが導電体によって吸収・緩
和され、半導体素子は大きなダメージを受けることがな
い。また、半導体素子の両面に導電体を設けているの
で、これらの導電体の接触面積を略等しくすることによ
り半田付け面積に起因する偏ったストレスが半導体素子
に加わるのを阻止することもできる。

【００１６】上記のような半導体装置の製造方法による
と、半導体素子が対向する一対のリード間に導電体を介
して半田付けされるため、製造中に機械ストレスや熱ス
トレスがリードに加わっても、ストレスが導電体によっ
て吸収・緩和され、半導体素子は大きなダメージを受け
ることがない。また、極めて薄い半導体素子を用いた場
合でも、リード間のショートを防止するべく導電体によ
ってリード間隔を広げるのに、半導体素子の両面に導電
体を設けるようにしたので、例えば導電体を銀メッキ
(従来例では、銀メッキを極端に厚くすることはできな
い)で形成する場合でも、無理なく間隔を広げることが
でき、更に上述したように半導体素子に加わるストレス
のアンバランスを回避する形態で間隔を広げることがで
きる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、図３に示す従来例の各部と同一の部分には同
一の符号を付して詳しい説明を省略する。

【００１８】図１は本発明の一実施例であるダイオード
の要部構造を示す断面図であり、図２はその製造工程図
である。図１に示すように、本実施例は、チップ１３を
対向する一対のリード１，２間に設けて成るダイオード
において、チップ１３の両面にバンプ１４，１５を介し
てリード１，２を半田付けした構成と成っている。つま
り、本実施例は、銀メッキ４(図３)の代わりにチップ１
３の両面に銀製のバンプ１４，１５が設けられているほ
かは、前記従来例(図３)と同様の構成となっている。
尚、バンプ１４，１５は導体であればよく、銀に限ら
ず、銅，半田等の材料から成るものでもよい。

【００１９】バンプ１４，１５は、第１に、チップ１３
にかかるストレスを効果的に吸収・緩和する役割を果た
している。つまり、図１に示すようにチップ１３両面に
バンプ１４，１５を介してリード１，２を半田付けする
ことによって、リード１，２からチップ１３にかかる機
械的ストレスや熱的ストレスを吸収・緩和させることが
できるのである。従って、チップ１３に加わるストレス
が低減することで、ダイオードの信頼性が向上する。し
かも、チップ１３に対して接触面積が等しくなるように
バンプ１４，１５を介してリード１，２が半田付けされ
ているため、上記ストレスが加わっても部分的にストレ
スが集中せず、結果として、機械的ストレスや熱的スト
レスに強い構成となっている。

【００２０】バンプ１４，１５は、第２に、極めて薄い
チップ１３の実装を可能にしている。前記ショートの発
生を防止するため、２００μｍ程度の厚さのチップ１３
が従来より用いられているが、本実施例ではバンプ１
４，１５の高さ(厚さ)をいずれも１０〜５０μｍ程度と
することによって、チップ１３の厚さを１００μｍ程度
にまで薄くすることが可能である。これは、バンプ１
４，１５両方の厚さの分だけリード１，２の間隔を大き
くすることができるからである。薄いチップ１３を用い
ることができるため、先に述べたように、直列抵抗を小
さくし(Ｖ_F特性の向上)、発熱量を小さくすることがで
きるのである。

【００２１】本実施例のダイオードは、対向する一対の
リード１，２間にチップ１３を半田付けするダイオード
の製造方法において、リード１，２に半田付けする前に
チップ１３の上にバンプ１４，１５を形成するとともに
リード１，２に半田を設け、バンプ１４，１５を介して
チップ１３を前記半田によりリード１，２に半田付けす
ることによって製造される。以下、本実施例の製造方法
を図２に基づいて更に詳しく説明する。

【００２２】先ず、同図(Ａ)に示すチップ１３の両面
に、同図(Ｂ)に示すように同じ大きさ・形状のバンプ１
４，１５を形成する。バンプ１４，１５の形成は、金属
蒸着，電気メッキ等の従来より知られている方法により
行うことができる。

【００２３】バンプ１４，１５の形成(同図(Ｂ))によ
り、チップ１３としては、上記のように１００μｍ程度
の薄いものを用いることが可能となる。このように薄い
チップ１３を用いたとき、バンプ１４，１５がなけれ
ば、最終的に得られるダイオード(図１，図２(ｅ))にお
いてリード１，２間の距離が近くなってしまうため、先
に述べたようにリード１，２の傾斜やリード１，２間の
汚れ等により、ショートしやすくなってしまうのであ
る。

【００２４】また、バンプ１４，１５は、チップ１３の
各面について、その全面に設けてもよいが、各面よりも
小さく形成するのが好ましい。同図(ｂ)の工程におい
て、リード１上にダイボンディングを行った際に、バン
プ１４，１５からはみ出た半田，半田付け用フラック
ス，汚れ等が、チップ１３に付着したり、リード２にま
で付着してショート状態になるを防止するためである。
例えば、クリーム半田の量が多い場合、チップ１３がク
リーム半田内に沈み込むとともに、クリーム半田が一方
のバンプ１４又は１５の縁から盛り上がっても、チップ
１３が壁となって他方のリード１又は２にまで到達する
ことが阻止されるのである。その結果、ダイオード製造
における歩留まりが、従来９０％であるとすれば、９９
％にまで向上させることが可能となる。

【００２５】一方、同図(ａ)に示すように、リードフレ
ームの一部を成すリード１，２の片面の所定部分に、ク
リーム半田を塗布する。１６ａ，１７ａは、クリーム半
田の塗布面を示している。

【００２６】同図(Ｂ)の工程でバンプ１４，１５が形成
されたチップ１３を、同図(ｂ)に示すように、リード２
のクリーム半田を塗布した面１７ａ上にダイボンディン
グする。

【００２７】次に、同図(ｃ)に示すように、他方のリー
ド１のクリーム半田が塗布された面１６ａとバンプ１４
とが接するように、リード１及び２の間でバンプ１４，
１５を介してチップ１３を挟む。これにより、チップ１
３は、後記半田リフロー，搬送，樹脂モールド等の工程
において、リード１，２から機械的ストレスや熱的スト
レスを受けることになるが、かかるストレスは、バンプ
１４，１５によって効果的に吸収・緩和されるため、チ
ップ１３は大きなダメージを受けない。しかも、バンプ
１４，１５に対するチップ１３及びリード１，２の接触
面積が各リード１，２について等しくなるようにしてい
るため、チップ３に偏ったストレスが加わらず、また、
ストレスが部分的に集中することもない。

【００２８】ついで、同図(ｄ)に示すように、炉２１内
で加熱することにより、半田をリフローする。同図(ｄ)
及び図１中、１６及び１７は、半田付け部分を示してい
る。

【００２９】最後に、同図(ｅ)に示すように、樹脂でモ
ールドプレスした後、リード１，２をフレーム枠(図示
せず)から切り離す。同図(ｅ)中、８はモールド樹脂を
示している。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の半導体装置
は、半導体素子を対向する一対のリード間に設けて成る
半導体装置において、前記半導体素子の両面に導電体を
介して前記リードを半田付けした構成となっているの
で、リードにストレスが加わっても導電体によって吸収
・緩和されるため、機械的ストレスや熱的ストレスに強
い半導体装置を実現することができる。

【００３１】また、半導体素子両面の導電体がリードの
間隔を大きく保つので、薄いチップを備えた半導体装置
を実現することができる。それにより、例えば直列抵抗
値の低いダイオードが得られる。つまり、Ｖ_F特性が向
上することによって、チップの発熱量を小さく抑えるこ
とことが可能となるのである。

【００３２】更に、半導体素子の両面に導電体が設けら
れているため、これらの導電体の接触面積を略等しくし
た場合には、半田付け面積に起因する偏ったストレスが
半導体素子に加わるのを阻止することにより、半導体素
子の破壊，リードの外れ等が生じにくい半導体装置を実
現することが可能である。

【００３３】本発明の半導体装置の製造方法は、対向す
る一対のリード間に半導体素子を半田付けする半導体装
置の製造方法において、前記リードに半田付けする前に
前記半導体素子の上に導電体を形成するとともに前記リ
ードに半田を設け、該導電体を介して前記半導体素子を
前記半田によりリードに半田付けする構成となっている
ので、製造中に機械ストレスや熱ストレスがフレームに
加わっても、ストレスが導電体によって吸収・緩和され
るため、半導体素子にダメージを与えることなく製造す
ることができる。

【００３４】しかも、極めて薄い半導体素子を用いた場
合でも、リード間のショートを防止するために、半導体
素子の両面に導電体を設けることで導電体によって無理
なくリード間隔を広げることができるので、薄い半導体
素子を備え、かつ、ショートしにくい半導体装置を製造
することが可能である。更に、上述したように半導体素
子に加わるストレスのアンバランスを回避する形態で間
隔を広げることができるため、半導体素子の破壊，リー
ドの外れ等の発生を防止することができる。

【００３５】上記したような効果に伴って、設備の設計
が容易になり、ワイヤレス構造の製品を安定製造するこ
とができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部構造を示す断面図。

【図２】本発明の実施例の製造方法を断面的に示す工程
図。

【図３】従来例の要部構造を示す断面図。

【符号の説明】

１，２ …リード １３ …チップ １４，１５ …バンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体素子を対向する一対のリード間に設
   けて成る半導体装置において、前記半導体素子の両面に
   導電体を介して前記リードを半田付けしたことを特徴と
   する半導体装置。
2. 【請求項２】対向する一対のリード間に半導体素子を半
   田付けする半導体装置の製造方法において、前記リード
   に半田付けする前に前記半導体素子の上に導電体を形成
   するとともに前記リードに半田を設け、該導電体を介し
   て前記半導体素子を前記半田によりリードに半田付けす
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。